JP2010048108A - Internal combustion engine - Google Patents

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  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cylinder injection type internal combustion engine reducing oil dilution and a PM generating amount during idling after engine startup. <P>SOLUTION: In the cylinder injection type internal combustion engine, an ECU 51 determines whether oil dilution suppressing control is required on the basis of an detected or estimated oil dilution ratio and oil temperature detected by an oil temperature sensor 63 during warming up after engine startup, and executes the oil dilution suppressing control when oil dilution suppressing control is determined to be required. Timing for closing an exhaust valve 22 by an exhaust variable valve mechanism 28 is taken as the middle time of the intake stroke. A part or the whole of the required fuel injection amount is injected to an injector 41 until the exhaust valve 22 is closed from the early stage of the intake stroke. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関に関し、特に、燃焼室に直接燃料を噴射する筒内直接噴射式の内燃機関に関するものである。   The present invention relates to an internal combustion engine, and more particularly to an in-cylinder direct injection internal combustion engine that directly injects fuel into a combustion chamber.

従来、吸気行程または圧縮行程において燃焼室内に燃料噴霧を直接噴射して、点火プラグにより燃料噴霧と空気との混合気に火花点火する筒内噴射式内燃機関が知られている。かかる筒内噴射式内燃機関は、吸気通路に燃料噴霧を噴射する内燃機関に比べて、噴射される燃料噴霧がシリンダ内壁に付着しやすいという特徴がある。このため、機関温度が低い冷機状態では、シリンダ内壁に付着した燃料噴霧(以下「付着燃料」という)の気化が促進されず、点火時期になっても付着燃料が残っているおそれがある。この場合には、付着燃料が燃焼されることなく大気中に排出されたり、或いは、付着燃料がオイルに混入してオイル希釈を起こすおそれがあった。   2. Description of the Related Art Conventionally, an in-cylinder injection internal combustion engine is known in which fuel spray is directly injected into a combustion chamber in an intake stroke or compression stroke, and an air-fuel mixture of fuel spray and air is spark-ignited by an ignition plug. Such an in-cylinder injection internal combustion engine is characterized in that the injected fuel spray is more likely to adhere to the cylinder inner wall than an internal combustion engine that injects fuel spray into the intake passage. For this reason, in a cold state where the engine temperature is low, vaporization of fuel spray adhering to the inner wall of the cylinder (hereinafter referred to as “adhered fuel”) is not promoted, and the adhering fuel may remain even at the ignition timing. In this case, the attached fuel may be discharged into the atmosphere without being burned, or the attached fuel may be mixed into the oil and cause oil dilution.

例えば、特許文献1では、筒内噴射式内燃機関において、燃料噴射時期を燃料がシリンダライナに付着しないタイミングに設定することにより燃料によるオイル希釈を抑制する技術が開示されている。   For example, Patent Document 1 discloses a technique for suppressing oil dilution by fuel in a direct injection internal combustion engine by setting the fuel injection timing to a timing at which the fuel does not adhere to the cylinder liner.

しかしながら、燃料噴射時期を抑制することでオイル希釈を抑制することが可能であるが、燃料噴射時期を吸気行程初期とした場合、ピストン冠面に燃料が付着するため、スモークやPM発生の原因となるという問題がある。   However, it is possible to suppress oil dilution by suppressing the fuel injection timing. However, if the fuel injection timing is set to the initial stage of the intake stroke, fuel adheres to the piston crown surface, which may cause smoke and PM generation. There is a problem of becoming.

特開2002−13428号公報JP 2002-13428 A

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、エンジン始動後暖機運転時のオイル希釈およびPM発生量を低減することが可能な筒内噴射式内燃機関を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a direct injection internal combustion engine capable of reducing oil dilution and PM generation during warm-up after starting the engine. .

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、燃料噴射装置により直接筒内に燃料を噴射する内燃機関において、少なくとも排気弁の開閉タイミングを変更可能な可変動弁機構と、エンジンオイルのオイル希釈率を検出または推定するオイル希釈率算出手段と、前記エンジンオイルの油温を検出または推定する油温算出手段と、エンジン始動後暖機運転時に、前記オイル希釈率算出手段で検出または推定したオイル希釈率および前記油温算出手段で検出または推定した油温に基づいて、オイル希釈抑制制御が必要か否かを判定する判定手段と、前記判定手段でオイル希釈抑制制御が必要と判断された場合に、前記オイル希釈抑制制御を実行する制御手段と、を備え、前記オイル希釈抑制制御では、前記可変動弁機構の前記排気弁の閉じタイミングを吸気行程中期とし、吸気行程初期から前記排気弁が閉じるまでの間に、要求燃料噴射量の一部若しくは全部を前記燃料噴射装置に噴射させること特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, the present invention provides a variable valve mechanism capable of changing at least the opening / closing timing of an exhaust valve in an internal combustion engine in which fuel is directly injected into a cylinder by a fuel injection device, An oil dilution rate calculating means for detecting or estimating the oil dilution rate of the engine oil, an oil temperature calculating means for detecting or estimating the oil temperature of the engine oil, and the oil dilution rate calculating means during the warm-up operation after starting the engine. Based on the detected or estimated oil dilution rate and the oil temperature detected or estimated by the oil temperature calculating means, a determination means for determining whether or not oil dilution suppression control is necessary, and the determination means requires oil dilution suppression control Control means for executing the oil dilution suppression control when it is determined that, in the oil dilution suppression control, the exhaust valve of the variable valve mechanism Close timing to the intake stroke mid-between from the beginning of the intake stroke until closing the exhaust valve, and wherein the ejecting part or all of the required fuel injection amount to the fuel injection device.

また、本発明の好ましい態様によれば、前記オイル希釈抑制制御では、前記燃料の分割噴射を行い、吸気行程で前記排気弁が閉じるまでの間に2回の燃料噴射を行うことが望ましい。   According to a preferred aspect of the present invention, in the oil dilution suppression control, it is desirable that the fuel is dividedly injected and the fuel is injected twice during the intake stroke until the exhaust valve is closed.

また、本発明の好ましい態様によれば、2回目の燃料噴射では、要求燃料噴射量のX(%)を噴射し、1回目の燃料噴射では、要求燃料噴射量の100−X(%)を噴射し、前記X(%)を前記オイル希釈率が高いほど増加させることが望ましい。   Further, according to a preferred aspect of the present invention, X (%) of the required fuel injection amount is injected in the second fuel injection, and 100-X (%) of the required fuel injection amount is injected in the first fuel injection. It is desirable to increase the X (%) as the oil dilution ratio increases.

また、本発明の好ましい態様によれば、前記オイル希釈抑制制御では、前記排気弁の閉じタイミングを前記オイル希釈率が高いほど遅角させることが望ましい。   According to a preferred aspect of the present invention, in the oil dilution suppression control, it is desirable to retard the closing timing of the exhaust valve as the oil dilution ratio increases.

本発明に係る内燃機関によれば、燃料噴射装置により直接筒内に燃料を噴射する内燃機関において、少なくとも排気弁の開閉タイミングを変更可能な可変動弁機構と、エンジンオイルのオイル希釈率を検出または推定するオイル希釈率算出手段と、前記エンジンオイルの油温を検出または推定する油温算出手段と、エンジン始動後暖機運転時に、前記オイル希釈率算出手段で検出または推定したオイル希釈率および前記油温算出手段で検出または推定した油温に基づいて、オイル希釈抑制制御が必要か否かを判定する判定手段と、前記判定手段でオイル希釈抑制制御が必要と判断された場合に、前記オイル希釈抑制制御を実行する制御手段と、を備え、前記オイル希釈抑制制御では、前記可変動弁機構の前記排気弁の閉じタイミングを吸気行程中期とし、吸気行程初期から前記排気弁が閉じるまでの間に、要求燃料噴射量の一部若しくは全部を前記燃料噴射装置に噴射させることとしたので、エンジン始動後暖機運転時のオイル希釈およびPM発生量を低減させることが可能な内燃機関を提供することが可能になるという効果を奏する。   According to the internal combustion engine of the present invention, in an internal combustion engine in which fuel is directly injected into a cylinder by a fuel injection device, a variable valve mechanism that can change at least the opening / closing timing of an exhaust valve, and an oil dilution rate of engine oil are detected. Or an oil dilution rate calculating means for estimating, an oil temperature calculating means for detecting or estimating the oil temperature of the engine oil, and an oil dilution rate detected or estimated by the oil dilution rate calculating means during a warm-up operation after starting the engine and Based on the oil temperature detected or estimated by the oil temperature calculation means, a determination means for determining whether or not oil dilution suppression control is necessary, and when the determination means determines that oil dilution suppression control is necessary, Control means for executing oil dilution suppression control, and in the oil dilution suppression control, the closing timing of the exhaust valve of the variable valve mechanism is set to the intake line. In the middle period, part or all of the required fuel injection amount is injected into the fuel injection device from the beginning of the intake stroke until the exhaust valve is closed. There is an effect that it becomes possible to provide an internal combustion engine capable of reducing the PM generation amount.

以下に、本発明に係る内燃機関の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。   Embodiments of an internal combustion engine according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily replaced by those skilled in the art or those that are substantially the same.

図1は、本発明の実施例に係るエンジンを表す概略構成図である。本実施例に係る内燃機関としてのエンジン10は、図1に示すように、乗用車、トラックなどの車両に搭載され、後述するインジェクタ41によって燃料噴霧を燃焼室18に直接噴射する多気筒筒内噴射式のエンジンであり、シリンダボア13内に往復運動可能に設けられるピストン14が2往復する間に、吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程からなる一連の4行程を行う、いわゆる4サイクルエンジンである。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an engine according to an embodiment of the present invention. An engine 10 as an internal combustion engine according to this embodiment is mounted on a vehicle such as a passenger car or a truck as shown in FIG. 1, and a multi-cylinder in-cylinder injection in which fuel spray is directly injected into a combustion chamber 18 by an injector 41 described later. This is a so-called four-cycle engine that performs a series of four strokes consisting of an intake stroke, a compression stroke, an expansion stroke, and an exhaust stroke while a piston 14 provided in a cylinder bore 13 so as to be capable of reciprocating is reciprocated twice. is there.

このエンジン10は、多気筒筒内噴射式であって、シリンダブロック11上にシリンダヘッド12が締結されており、このシリンダブロック11に形成された複数のシリンダボア13にピストン14がそれぞれ上下移動自在に嵌合している。そして、シリンダブロック11の下部にクランクケース15が締結され、このクランクケース15内にクランクシャフト16が回転自在に支持されており、各ピストン14はコネクティングロッド17を介してこのクランクシャフト16にそれぞれ連結されている。なお、このクランクケース15の底部には、エンジン10の各部に供給されるエンジンオイルが貯留されるオイルパン62が設けられている。オイルパン62には、エンジンオイルの油温を検出する油温センサ63が設けられており、検出した油温をECU51に出力している。なお、ここでは、油温を油温センサ63で検出することにしているが、エンジン冷却水温や運転状態等に基づいて推定することにしてもよい。   The engine 10 is a multi-cylinder in-cylinder injection type, and a cylinder head 12 is fastened on a cylinder block 11. A plurality of cylinder bores 13 formed in the cylinder block 11 can move pistons 14 up and down. It is mated. A crankcase 15 is fastened to the lower part of the cylinder block 11, and a crankshaft 16 is rotatably supported in the crankcase 15. Each piston 14 is connected to the crankshaft 16 via a connecting rod 17. Has been. An oil pan 62 for storing engine oil supplied to each part of the engine 10 is provided at the bottom of the crankcase 15. The oil pan 62 is provided with an oil temperature sensor 63 that detects the oil temperature of the engine oil, and outputs the detected oil temperature to the ECU 51. Although the oil temperature is detected by the oil temperature sensor 63 here, it may be estimated based on the engine coolant temperature, the operating state, or the like.

燃焼室18は、シリンダブロック11におけるシリンダボア13の壁面とシリンダヘッド12の下面としての筒内天井部とピストン14の頂面により構成されており、この燃焼室18は、上部、すなわち、シリンダヘッド12の下面としての筒内天井部の中央部が高くなるように傾斜したペントルーフ形状をなしている。燃焼室18は、燃料と空気との混合気が燃焼可能であり、この燃焼室18の上部である筒内天井部に吸気ポート19及び排気ポート20が対向して形成されており、この吸気ポート19及び排気ポート20に対して吸気弁21及び排気弁22の下端部がそれぞれ位置している。この吸気弁21及び排気弁22は、シリンダヘッド12に軸方向に沿って移動自在に支持されると共に、吸気ポート19及び排気ポート20を閉止する方向(図1にて上方)に付勢支持されている。また、シリンダヘッド12には、吸気カムシャフト23及び排気カムシャフト24が回転自在に支持されており、吸気カム25及び排気カム26が吸気弁21及び排気弁22の上端部に接触している。   The combustion chamber 18 is constituted by a wall surface of the cylinder bore 13 in the cylinder block 11, an in-cylinder ceiling as a lower surface of the cylinder head 12, and a top surface of the piston 14, and the combustion chamber 18 is an upper portion, that is, the cylinder head 12. The pent roof shape which inclines so that the center part of the in-cylinder ceiling part as a lower surface of this may become high is comprised. In the combustion chamber 18, a mixture of fuel and air can be combusted, and an intake port 19 and an exhaust port 20 are formed to face each other on an in-cylinder ceiling that is an upper portion of the combustion chamber 18. 19 and the exhaust port 20, the lower end portions of the intake valve 21 and the exhaust valve 22 are located, respectively. The intake valve 21 and the exhaust valve 22 are supported by the cylinder head 12 so as to be movable in the axial direction, and are urged and supported in a direction (upward in FIG. 1) for closing the intake port 19 and the exhaust port 20. ing. An intake camshaft 23 and an exhaust camshaft 24 are rotatably supported on the cylinder head 12, and the intake cam 25 and the exhaust cam 26 are in contact with upper ends of the intake valve 21 and the exhaust valve 22.

なお、図示しないが、クランクシャフト16に固結されたクランクシャフトスプロケットと、吸気カムシャフト23及び排気カムシャフト24にそれぞれ固結された各カムシャフトスプロケットとは、無端のタイミングチェーンが掛け回されており、クランクシャフト16と吸気カムシャフト23と排気カムシャフト24が連動可能となっている。   Although not shown, the crankshaft sprocket fixed to the crankshaft 16 and the camshaft sprockets respectively fixed to the intake camshaft 23 and the exhaust camshaft 24 are wound with endless timing chains. The crankshaft 16, the intake camshaft 23, and the exhaust camshaft 24 can be interlocked.

したがって、クランクシャフト16に同期して吸気カムシャフト23及び排気カムシャフト24が回転すると、吸気カム25及び排気カム26が吸気弁21及び排気弁22を所定のタイミングで上下移動することで、吸気ポート19及び排気ポート20を開閉し、吸気ポート19と燃焼室18、燃焼室18と排気ポート20とをそれぞれ連通することができる。この場合、この吸気カムシャフト23及び排気カムシャフト24は、クランクシャフト16が2回転(720度)する間に1回転(360度)するように設定されている。そのため、エンジン10は、クランクシャフト16が2回転する間に、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程の4行程を実行することとなり、このとき、吸気カムシャフト23及び排気カムシャフト24が1回転することとなる。   Therefore, when the intake camshaft 23 and the exhaust camshaft 24 rotate in synchronization with the crankshaft 16, the intake cam 25 and the exhaust cam 26 move up and down the intake valve 21 and the exhaust valve 22 at a predetermined timing. 19 and the exhaust port 20 can be opened and closed so that the intake port 19 and the combustion chamber 18 can communicate with the combustion chamber 18 and the exhaust port 20, respectively. In this case, the intake camshaft 23 and the exhaust camshaft 24 are set to rotate once (360 degrees) while the crankshaft 16 rotates twice (720 degrees). Therefore, the engine 10 executes the four strokes of the intake stroke, the compression stroke, the expansion stroke, and the exhaust stroke while the crankshaft 16 rotates twice. At this time, the intake camshaft 23 and the exhaust camshaft 24 are set to one. It will rotate.

また、このエンジン10の動弁機構は、運転状態に応じて吸気弁21及び排気弁22を最適な開閉タイミングに制御する吸気・排気可変動弁機構(VVT:Variable Valve Timing-intelligent)27,28となっている。この可変動弁手段としての吸気・排気可変動弁機構27,28は、吸気カムシャフト23及び排気カムシャフト24の軸端部にVVTコントローラ29,30が設けられて構成され、オイルコントロールバルブ31,32からの油圧をこのVVTコントローラ29,30の図示しない進角室及び遅角室に作用させることによりカムスプロケットに対するカムシャフト23,24の位相を変更し、吸気弁21及び排気弁22の開閉時期を進角又は遅角することができるものである。この場合、吸気・排気可変動弁機構27,28は、吸気弁21及び排気弁22の作用角(開放期間)を一定としてその開閉時期を進角又は遅角する。また、吸気カムシャフト23及び排気カムシャフト24には、その回転位相を検出するカムポジションセンサ33,34が設けられている。   The valve mechanism of the engine 10 is a variable valve timing mechanism (VVT) 27, 28 that controls the intake valve 21 and the exhaust valve 22 at an optimal opening / closing timing according to the operating state. It has become. The intake / exhaust variable valve mechanisms 27, 28 as variable valve means are configured by providing VVT controllers 29, 30 at the shaft ends of the intake camshaft 23 and the exhaust camshaft 24. 32, the phase of the camshafts 23 and 24 with respect to the cam sprocket is changed by causing the hydraulic pressure from 32 to act on an advance chamber and a retard chamber (not shown) of the VVT controllers 29 and 30, and the opening / closing timing of the intake valve 21 and the exhaust valve 22 is changed. Can be advanced or retarded. In this case, the intake / exhaust variable valve mechanisms 27, 28 advance or retard the opening / closing timing with the operating angle (opening period) of the intake valve 21 and the exhaust valve 22 being constant. In addition, the intake camshaft 23 and the exhaust camshaft 24 are provided with cam position sensors 33 and 34 for detecting the rotational phase thereof.

吸気ポート19には、吸気マニホールド35を介してサージタンク36が連結され、このサージタンク36に吸気管37が連結されており、この吸気管37の空気取入口にはエアクリーナ38が取付けられている。そして、このエアクリーナ38の空気流動方向下流側にスロットル弁39を有する負荷調節手段としての電子スロットル装置40が設けられている。また、シリンダヘッド12には、燃焼室18に直接燃料を噴射する燃料噴射手段としてのインジェクタ(燃料噴射弁)41が装着されている。このインジェクタ41は、吸気ポート19側に位置して上下方向に所定角度傾斜して配置されている。このインジェクタ41は、燃焼室18に生成される吸気流動に燃料が乗るようにピストン14の頂面に向かって燃料を噴射可能である。各気筒に装着されるインジェクタ41は、デリバリパイプ42に連結され、このデリバリパイプ42には、高圧燃料供給管43を介して高圧燃料ポンプ(燃料ポンプ)44が連結されている。更に、シリンダヘッド12には、燃焼室18の上方に位置して混合気に着火する点火プラグ45が装着されている。   A surge tank 36 is connected to the intake port 19 via an intake manifold 35, and an intake pipe 37 is connected to the surge tank 36. An air cleaner 38 is attached to an air intake port of the intake pipe 37. . An electronic throttle device 40 as a load adjusting means having a throttle valve 39 is provided downstream of the air cleaner 38 in the air flow direction. Further, the cylinder head 12 is provided with an injector (fuel injection valve) 41 as fuel injection means for directly injecting fuel into the combustion chamber 18. The injector 41 is located on the intake port 19 side and is inclined at a predetermined angle in the vertical direction. The injector 41 is capable of injecting fuel toward the top surface of the piston 14 so that the fuel gets on the intake air flow generated in the combustion chamber 18. An injector 41 attached to each cylinder is connected to a delivery pipe 42, and a high pressure fuel pump (fuel pump) 44 is connected to the delivery pipe 42 via a high pressure fuel supply pipe 43. Further, the cylinder head 12 is provided with a spark plug 45 that is located above the combustion chamber 18 and ignites the air-fuel mixture.

一方、排気ポート20には、排気マニホールド46を介して排気管47が連結されており、この排気管47には排気ガス中に含まれるHC、CO、NOxなどの有害物質を浄化処理する三元触媒48,49が装着されている。また、エンジン10には、クランキングを行うスタータモータ50が設けられており、エンジン始動時に図示しないピニオンギヤがリングギヤと噛み合った後、回転力がピニオンギヤからリングギヤへと伝わり、クランクシャフト16を回転することができる。   On the other hand, an exhaust pipe 47 is connected to the exhaust port 20 via an exhaust manifold 46. The exhaust pipe 47 is a three-way element that purifies harmful substances such as HC, CO, and NOx contained in the exhaust gas. Catalysts 48 and 49 are mounted. Further, the engine 10 is provided with a starter motor 50 that performs cranking. When an unillustrated pinion gear meshes with the ring gear when the engine is started, the rotational force is transmitted from the pinion gear to the ring gear to rotate the crankshaft 16. Can do.

ところで、車両にはマイクロコンピュータを中心として構成されエンジン10の各部を制御可能な電子制御ユニット(ECU)51が搭載されており、このECU51は、インジェクタ41や点火プラグ45などを制御可能となっている。すなわち、吸気管37の空気流動方向上流側にはエアフローセンサ52及び吸気温センサ53が装着され、また、サージタンク36には吸気圧センサ54が設けられており、計測した吸入空気量、吸気温度、吸気圧(吸気管負圧)をECU51に出力している。また、電子スロットル装置40にはスロットルポジションセンサ55が装着されており、現在のスロットル開度をECU51に出力している。ここで、ECU51は、検出されたスロットル開度や吸入空気量に基づいて内燃機関負荷としてのエンジン負荷(負荷率)を算出することができる。アクセルポジションセンサ56は、現在のアクセル開度をECU51に出力している。更に、エンジン10のクランク角度を検出するクランク角度検出手段としてのクランク角センサ57は、検出した各気筒のクランク角度をECU51に出力し、このECU51は検出したクランク角度に基づいて各気筒における吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程を判別すると共に、エンジン回転数を算出している。なおここで、エンジン回転数は、言い換えれば、クランクシャフト16の回転速度に対応し、このクランクシャフト16の回転速度が高くなれば、クランクシャフト16の回転数、すなわち、エンジン10のエンジン回転数も高くなる。   By the way, the vehicle is equipped with an electronic control unit (ECU) 51 that is configured around a microcomputer and can control each part of the engine 10, and the ECU 51 can control the injector 41, the spark plug 45, and the like. Yes. That is, an air flow sensor 52 and an intake air temperature sensor 53 are mounted on the upstream side of the air flow direction of the intake pipe 37, and an intake pressure sensor 54 is provided in the surge tank 36, and the measured intake air amount and intake air temperature are measured. The intake pressure (intake pipe negative pressure) is output to the ECU 51. In addition, a throttle position sensor 55 is attached to the electronic throttle device 40, and the current throttle opening is output to the ECU 51. Here, the ECU 51 can calculate the engine load (load factor) as the internal combustion engine load based on the detected throttle opening and intake air amount. The accelerator position sensor 56 outputs the current accelerator opening to the ECU 51. Further, a crank angle sensor 57 as a crank angle detecting means for detecting the crank angle of the engine 10 outputs the detected crank angle of each cylinder to the ECU 51, and the ECU 51 performs an intake stroke in each cylinder based on the detected crank angle. In addition to determining the compression stroke, the expansion stroke, and the exhaust stroke, the engine speed is calculated. Here, the engine speed corresponds to the rotational speed of the crankshaft 16 in other words. If the rotational speed of the crankshaft 16 increases, the rotational speed of the crankshaft 16, that is, the engine rotational speed of the engine 10 also increases. Get higher.

また、シリンダブロック11にはエンジン冷却水温を検出する水温センサ58が設けられており、検出したエンジン冷却水温をECU51に出力している。また、各インジェクタ41に連通するデリバリパイプ42には燃料圧力を検出する燃圧センサ59が設けられており、検出した燃料圧力をECU51に出力している。一方、排気管47には、三元触媒48の排気ガス流動方向上流側にエンジン10の空燃比を検出するA/Fセンサ60、排気ガス流動方向下流側に酸素センサ61が設けられている。A/Fセンサ60は、三元触媒48に導入される前の排気ガスの排気ガス空燃比を検出し、検出した空燃比をECU51に出力し、酸素センサ61は、三元触媒48から排出された後の排気ガスの酸素濃度を検出し、検出した酸素濃度をECU51に出力している。このA/Fセンサ60により検出された空燃比(推定空燃比)は、吸入空気と燃料とからなる混合ガスの空燃比(理論空燃比)をフィードバック制御するために用いられる。すなわち、A/Fセンサ60は、排気ガス中の酸素濃度と未燃ガス濃度から排気空燃比をリッチ域からリーン域までの全域にわたり検出し、これをECU51にフィードバックすることにより燃料噴射量を補正し、燃焼を運転状態に合わせた最適な燃焼状態に制御可能となる。   The cylinder block 11 is provided with a water temperature sensor 58 that detects the engine cooling water temperature, and outputs the detected engine cooling water temperature to the ECU 51. The delivery pipe 42 communicating with each injector 41 is provided with a fuel pressure sensor 59 that detects the fuel pressure, and outputs the detected fuel pressure to the ECU 51. On the other hand, the exhaust pipe 47 is provided with an A / F sensor 60 that detects the air-fuel ratio of the engine 10 upstream of the three-way catalyst 48 in the exhaust gas flow direction, and an oxygen sensor 61 downstream of the exhaust gas flow direction. The A / F sensor 60 detects the exhaust gas air-fuel ratio of the exhaust gas before being introduced into the three-way catalyst 48, outputs the detected air-fuel ratio to the ECU 51, and the oxygen sensor 61 is discharged from the three-way catalyst 48. Thereafter, the oxygen concentration of the exhaust gas is detected, and the detected oxygen concentration is output to the ECU 51. The air-fuel ratio (estimated air-fuel ratio) detected by the A / F sensor 60 is used for feedback control of the air-fuel ratio (theoretical air-fuel ratio) of the mixed gas composed of intake air and fuel. That is, the A / F sensor 60 detects the exhaust air-fuel ratio from the rich range to the lean range from the oxygen concentration in the exhaust gas and the unburned gas concentration, and feeds this back to the ECU 51 to correct the fuel injection amount. Thus, the combustion can be controlled to an optimum combustion state that matches the operating state.

したがって、ECU51は、検出した燃料圧力に基づいてこの燃料圧力が所定圧力となるように高圧燃料ポンプ44を駆動すると共に、検出した吸入空気量、吸気温度、吸気圧、スロットル開度、アクセル開度、エンジン回転数、エンジン冷却水温などのエンジン運転状態に基づいて燃料噴射量(燃料噴射期間)、噴射時期、点火時期などを決定し、インジェクタ41及び点火プラグ45を駆動して燃料噴射及び点火を実行する。また、ECU51は、検出した排気ガスの酸素濃度をフィードバックして空燃比がストイキ(理論空燃比)となるように燃料噴射量を補正している。   Therefore, the ECU 51 drives the high-pressure fuel pump 44 based on the detected fuel pressure so that the fuel pressure becomes a predetermined pressure, and also detects the detected intake air amount, intake air temperature, intake pressure, throttle opening, accelerator opening. The fuel injection amount (fuel injection period), the injection timing, the ignition timing, etc. are determined based on the engine operating state such as the engine speed and the engine cooling water temperature, and the injector 41 and the spark plug 45 are driven to perform the fuel injection and ignition. Execute. Further, the ECU 51 feeds back the detected oxygen concentration of the exhaust gas to correct the fuel injection amount so that the air-fuel ratio becomes stoichiometric (theoretical air-fuel ratio).

また、ECU51は、エンジン運転状態に基づいて吸気・排気可変動弁機構27,28を制御可能となっている。即ち、低温時、エンジン始動時、アイドル運転時や軽負荷時には、排気弁22の閉止時期と吸気弁21の開放時期のオーバーラップをなくすことで、排気ガスが吸気ポート19又は燃焼室18に吹き返す量を少なくし、燃焼安定及び燃費向上を可能とする。また、中負荷時には、このオーバーラップを大きくすることで、内部EGR率を高めて排ガス浄化効率を向上させると共に、ポンピングロスを低減して燃費向上を可能とする。更に、高負荷低中回転時には、吸気弁21の閉止時期を進角することで、吸気が吸気ポート19に吹き返す量を少なくし、体積効率を向上させる。そして、高負荷高回転時には、吸気弁21の閉止時期を回転数にあわせて遅角することで、吸入空気の慣性力に合わせたタイミングとし、体積効率を向上させる。   The ECU 51 can control the intake / exhaust variable valve mechanisms 27 and 28 based on the engine operating state. That is, when the temperature is low, the engine is started, the engine is idle, or the load is light, the exhaust gas blows back to the intake port 19 or the combustion chamber 18 by eliminating the overlap between the exhaust valve 22 closing timing and the intake valve 21 opening timing. Reduce the amount to enable stable combustion and improved fuel efficiency. Further, at the time of medium load, by increasing the overlap, the internal EGR rate is increased to improve the exhaust gas purification efficiency, and the pumping loss is reduced to improve the fuel consumption. Further, at the time of high-load low-medium rotation, the closing timing of the intake valve 21 is advanced, thereby reducing the amount of intake air that blows back to the intake port 19 and improving the volume efficiency. At the time of high load and high rotation, the closing timing of the intake valve 21 is retarded in accordance with the rotation speed, so that the timing is adjusted to the inertial force of the intake air and the volume efficiency is improved.

さらに、本実施例では、ECU51は、冷間始動後暖機運転時に、所定の条件を満たす場合は、オイル希釈およびPM発生量(質量および粒子数)を低減するために、オイル希釈抑制制御を実行する。このオイル希釈抑制制御では、排気可変動弁機構28を制御して、排気弁22の閉じタイミングを吸気行程中期として、要求燃料噴射量の一部または全部を吸気行程初期から排気弁22が閉じるまでの間に、インジェクタ41に噴射させることにより、オイル希釈およびPM発生を防止している。   Further, in this embodiment, the ECU 51 performs oil dilution suppression control in order to reduce oil dilution and the amount of PM generated (mass and number of particles) when a predetermined condition is satisfied during warm-up operation after cold start. Execute. In this oil dilution suppression control, the exhaust variable valve mechanism 28 is controlled so that the closing timing of the exhaust valve 22 is set to the middle of the intake stroke, and part or all of the required fuel injection amount is from the beginning of the intake stroke until the exhaust valve 22 is closed. In the meantime, the oil is injected into the injector 41 to prevent oil dilution and PM generation.

上記のように構成されるエンジン10では、ピストン14がシリンダボア13内を下降することで、吸気ポート19を介して燃焼室18内に空気が吸入され(吸気行程)、このピストン14が吸気行程下死点を経てシリンダボア13内を上昇することで空気が圧縮される(圧縮行程)。このとき、吸気行程又は圧縮行程にてインジェクタ41から燃焼室18内へ燃料が噴射され、この燃料と空気とが混合して混合気を形成する。そして、ピストン14が圧縮行程上死点付近に近づくと点火プラグ45により混合気に点火され、該混合気が燃焼し、その燃焼圧力によりピストン14を下降させる(膨張行程)。燃焼後の混合気は、ピストン14が膨張行程下死点を経て吸気行程上死点に向かって再び上昇することで排気ポート20を介して排気ガスとして放出される(排気行程)。このピストン14のシリンダボア13内での往復運動は、コネクティングロッド17を介してクランクシャフト16に伝えられ、ここで回転運動に変換され、出力として取り出されると共に、このピストン14は、カウンタウェイトと共にクランクシャフト16が慣性力によりさらに回転することで、このクランクシャフト16の回転に伴ってシリンダボア13内を往復する。このクランクシャフト16が2回転することで、ピストン14はシリンダボア13を2往復し、この間に吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程からなる一連の4行程を行い、燃焼室18内で1回の爆発が行われる。   In the engine 10 configured as described above, when the piston 14 descends in the cylinder bore 13, air is sucked into the combustion chamber 18 through the intake port 19 (intake stroke), and the piston 14 falls under the intake stroke. The air is compressed by moving up in the cylinder bore 13 through the dead center (compression stroke). At this time, fuel is injected into the combustion chamber 18 from the injector 41 in the intake stroke or compression stroke, and this fuel and air mix to form an air-fuel mixture. When the piston 14 approaches the top dead center of the compression stroke, the air-fuel mixture is ignited by the spark plug 45, the air-fuel mixture burns, and the piston 14 is lowered by the combustion pressure (expansion stroke). The air-fuel mixture after combustion is discharged as exhaust gas through the exhaust port 20 when the piston 14 rises again toward the top dead center of the intake stroke via the expansion stroke bottom dead center (exhaust stroke). The reciprocating motion of the piston 14 in the cylinder bore 13 is transmitted to the crankshaft 16 through the connecting rod 17, where it is converted into a rotational motion and taken out as an output. When 16 further rotates due to inertial force, the cylinder bore 13 reciprocates as the crankshaft 16 rotates. By rotating the crankshaft 16 twice, the piston 14 reciprocates the cylinder bore 13 twice, during which a series of four strokes including an intake stroke, a compression stroke, an expansion stroke, and an exhaust stroke is performed, and once in the combustion chamber 18. Explosion takes place.

次に、図2〜図7を参照して、上記ECU51によるエンジン10の冷間始動後暖機運転時の制御を詳細に説明する。図2は、本実施例のオイル希釈抑制制御による効果を説明するための模式図である。   Next, with reference to FIGS. 2 to 7, the control during the warm-up operation after the cold start of the engine 10 by the ECU 51 will be described in detail. FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the effect of the oil dilution suppression control of this embodiment.

上述したように、筒内直噴エンジンの冷間始動時には、気筒内の流動が弱いため、燃料の気筒壁面への付着量が多くなりやすく、気筒壁面に付着した燃料液滴の一部が気化することなくエンジンオイルに混入することで、いわゆるオイル希釈等の弊害を引き起こす虞れがある。この場合、燃料噴射時期を燃料が気筒壁面に付着しない吸気行程初期に設定することにより燃料によるオイル希釈を抑制する方法が考えられるが、燃料噴射時期を吸気行程初期とした場合、ピストン冠面に燃料が付着するため、スモークやPM発生の原因となるという問題がある。そこで、本実施例では、エンジン始動後暖機運転時に、オイル希釈抑制制御を行う場合には、排気可変動弁機構28の排気弁22の閉じタイミングを吸気行程中期とし、要求燃料噴射量の一部若しくは全部を吸気行程初期から排気弁22が閉じるまでの間に、インジェクタ41から噴射させることで、オイル希釈およびPM発生量(PM質量およびPM粒子数)を低減する。   As described above, when the in-cylinder direct injection engine is cold started, the flow in the cylinder is weak, so the amount of fuel adhering to the cylinder wall tends to increase, and some of the fuel droplets adhering to the cylinder wall vaporize. If it is mixed into the engine oil without causing any trouble, there is a risk of causing a harmful effect such as so-called oil dilution. In this case, a method of suppressing oil dilution by fuel by setting the fuel injection timing to the initial stage of the intake stroke where the fuel does not adhere to the cylinder wall surface can be considered.However, if the fuel injection timing is set to the initial stage of the intake stroke, Since fuel adheres, there is a problem of causing smoke and PM generation. Therefore, in this embodiment, when oil dilution suppression control is performed during the warm-up operation after the engine is started, the closing timing of the exhaust valve 22 of the exhaust variable valve mechanism 28 is set to the middle of the intake stroke, and one of the required fuel injection amounts is set. By injecting part or all from the injector 41 from the beginning of the intake stroke until the exhaust valve 22 is closed, oil dilution and the amount of PM generated (PM mass and number of PM particles) are reduced.

図2に示すように、排気弁22の閉じタイミングを吸気行程の中期として、要求燃料噴射量の一部若しくは全部を吸気行程初期から排気弁22が閉じるまでに噴射すると、インジェクタ41により燃焼室18内に噴射された燃料70は、排気弁22から逆流した排気ガスの空気の流れと温度上昇により、燃料の蒸発の促進およびその貫徹力の低下により、燃料70がピストン14の冠面やシリンダボア13(シリンダ壁面)に付着することを抑制でき、オイル希釈およびPM発生量の低減を両立させることが可能となる。   As shown in FIG. 2, when the closing timing of the exhaust valve 22 is set to the middle stage of the intake stroke and a part or all of the required fuel injection amount is injected from the beginning of the intake stroke until the exhaust valve 22 is closed, the injector 41 causes the combustion chamber 18 to The fuel 70 injected into the interior of the piston 70 and the cylinder bore 13 of the piston 14 are caused by the flow of the exhaust gas flowing back from the exhaust valve 22 and the temperature rise, and the fuel 70 is accelerated and the penetration force is reduced. Adhesion to the (cylinder wall surface) can be suppressed, and it is possible to achieve both oil dilution and reduction in PM generation.

図3は、上記ECU51によるエンジン10の冷間始動後暖機運転時の制御を説明するためのフローチャートである。図3を参照して、上記ECU51によるエンジン10の冷間始動後暖機運転時の制御を説明する。同図において、まず、ECU51は、油温センサ63で検出された油温を取り込んだ後(ステップS1)、オイル希釈率wt%を検出または推定して算出する(ステップS2)。   FIG. 3 is a flowchart for explaining the control by the ECU 51 during the warm-up operation after the cold start of the engine 10. With reference to FIG. 3, the control by the ECU 51 during the warm-up operation after the cold start of the engine 10 will be described. In the figure, first, the ECU 51 takes in the oil temperature detected by the oil temperature sensor 63 (step S1), and then detects or estimates the oil dilution rate wt% (step S2).

ここで、オイル希釈率wt%は、エンジンオイルに含まれる燃料重量をエンジンオイル重量で除した値であり、例えば、下記式(1)で表すことができる。オイル希釈率wt%の検出または推定方法は公知の方法を使用することができ、例えば、特開2006−183563号公報の方法を使用することができるので、ここではその詳細な説明を省略する。   Here, the oil dilution rate wt% is a value obtained by dividing the weight of the fuel contained in the engine oil by the weight of the engine oil, and can be represented by, for example, the following formula (1). As a method for detecting or estimating the oil dilution rate wt%, a known method can be used. For example, a method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-183563 can be used, and detailed description thereof is omitted here.

オイル希釈率=(エンジンオイルに供給された燃料重量−エンジンオイルから蒸発した燃料重量)/エンジンオイル重量・・・(1)   Oil dilution ratio = (weight of fuel supplied to engine oil−weight of fuel evaporated from engine oil) / weight of engine oil (1)

ECU51は、算出したオイル希釈率および検出した油温に基づいて、オイル希釈抑制制御判定マップを参照して、オイル希釈抑制制御を実行するか否かを判定する(ステップS3)。図4は、オイル希釈抑制制御判定マップの一例を示す図である。同図に示すように、オイル希釈抑制制御判定マップは、油温およびオイル希釈率%を変数として、実験またはシミュレーションで求めた好適なオイル希釈抑制制御実行領域A1が登録されている。オイル希釈抑制制御実行領域A1は、油温<規定温度T2(エンジン暖機前)、かつ、オイル希釈率が基準値以上の領域である。ECU51は、現在のオイル希釈率および油温に基づいて、オイル希釈抑制制御判定マップを参照して、オイル希釈抑制制御実行領域A1にあるか否かを判定する。   Based on the calculated oil dilution rate and the detected oil temperature, the ECU 51 refers to the oil dilution suppression control determination map and determines whether to execute oil dilution suppression control (step S3). FIG. 4 is a diagram illustrating an example of an oil dilution suppression control determination map. As shown in the figure, in the oil dilution suppression control determination map, a suitable oil dilution suppression control execution region A1 obtained by experiment or simulation is registered with the oil temperature and the oil dilution rate% as variables. The oil dilution suppression control execution region A1 is a region where the oil temperature <the specified temperature T2 (before engine warm-up) and the oil dilution rate is equal to or higher than a reference value. The ECU 51 refers to the oil dilution suppression control determination map based on the current oil dilution rate and oil temperature, and determines whether or not the oil dilution suppression control execution region A1 exists.

ECU51は、オイル希釈抑制制御を実行しない場合には(ステップS3の「No」)、通常運転制御を実行し(ステップS4)、通常のバルブタイミングおよび燃料噴射時期でインジェクタ41から燃料を噴射する(ステップS5)。通常運転制御では、排気弁22の閉じ後に、吸気行程で2回燃料噴射を行う。   When the oil dilution suppression control is not executed (“No” in step S3), the ECU 51 executes normal operation control (step S4) and injects fuel from the injector 41 at the normal valve timing and fuel injection timing (step S4). Step S5). In normal operation control, after the exhaust valve 22 is closed, fuel injection is performed twice in the intake stroke.

他方、ECU51は、オイル希釈抑制制御を実行する場合には(ステップS3の「Yes」)、油温・オイル希釈率/吸気行程噴射量算出マップを参照して、算出したオイル希釈率wt(%)および検出した油温(℃)に基づいて、吸気行程での燃料噴射量X(%)を決定する(ステップS6)。   On the other hand, when executing the oil dilution suppression control (“Yes” in step S3), the ECU 51 refers to the oil temperature / oil dilution rate / intake stroke injection amount calculation map and calculates the calculated oil dilution rate wt (% ) And the detected oil temperature (° C.), the fuel injection amount X (%) in the intake stroke is determined (step S6).

図5は、油温・オイル希釈率/吸気行程噴射量マップの一例を示す図である。同図に示すように、油温・オイル希釈率/吸気行程噴射量マップは、油温およびオイル希釈率を変数として、実験またはシミュレーションで求めた好適な吸気行程の2回目の燃料噴射量X(%)が50%〜100%の間で段階的に登録されており、オイル希釈率が高くなるほど、吸気行程の2回目の燃料噴射量X(%)を増加させている。ECU51は、油温・オイル希釈率/吸気行程噴射量マップを参照し、現在のオイル希釈率および油温に対応する油温・オイル希釈率/吸気行程噴射量マップの吸気行程の2回目の燃料噴射量X(%)を算出する。   FIG. 5 is a diagram showing an example of an oil temperature / oil dilution rate / intake stroke injection amount map. As shown in the figure, the oil temperature / oil dilution rate / intake stroke injection amount map is a variable of the oil temperature and oil dilution rate as variables, and the second fuel injection amount X ( %) Is registered stepwise between 50% and 100%, and the second fuel injection amount X (%) in the intake stroke is increased as the oil dilution ratio increases. The ECU 51 refers to the oil temperature / oil dilution rate / intake stroke injection amount map, and the second fuel in the intake stroke of the oil temperature / oil dilution rate / intake stroke injection amount map corresponding to the current oil dilution rate and oil temperature. An injection amount X (%) is calculated.

つぎに、ECU51は、油温・オイル希釈率/排気弁閉じタイミング(EVC)マップを参照して、算出したオイル希釈率および検出した油温に対応する排気弁閉じタイミングを決定する(ステップS7)。図6は、油温・オイル希釈率/排気弁閉じタイミングマップの一例を示す図である。同図に示すように、油温・オイル希釈率/排気弁閉じタイミングマップは、油温およびオイル希釈率を変数として、実験またはシミュレーションで求めた好適な排気弁閉じタイミングが、ATDC=60°〜90°の間で段階的に登録されており、通常運転領域の排気弁閉じタイミング(ECV)のATDC=3°に比して、排気弁22閉じタイミングを遅角し、オイル希釈率が高くなるほど、排気弁22の閉じタイミングの遅角量を増加させている。   Next, the ECU 51 refers to the oil temperature / oil dilution rate / exhaust valve closing timing (EVC) map and determines the exhaust valve closing timing corresponding to the calculated oil dilution rate and the detected oil temperature (step S7). . FIG. 6 is a diagram showing an example of an oil temperature / oil dilution rate / exhaust valve closing timing map. As shown in the figure, the oil temperature / oil dilution rate / exhaust valve closing timing map shows that the preferable exhaust valve closing timing obtained by experiment or simulation using the oil temperature and oil dilution rate as variables is ATDC = 60 ° to It is registered in steps between 90 °, and the exhaust valve closing timing is retarded as compared with ATDC = 3 ° of the exhaust valve closing timing (ECV) in the normal operation region, and the oil dilution rate becomes higher as the oil dilution rate becomes higher. The retard amount of the closing timing of the exhaust valve 22 is increased.

ECU51は、算出した排気弁閉じタイミングおよび燃料噴射量でインジェクタ41に燃料噴射を行わせる(ステップS5)。すなわち、排気弁22の閉じタイミングを吸気行程中期として、吸気行程で排気弁22が閉じられるまでの間に、燃料の分割噴射を行い、1回目の燃料噴射では、要求燃料噴射量の100−X(%)の燃料を噴射し、2回目の燃料噴射では、要求燃料噴射量のX(%)の燃料を噴射する。   The ECU 51 causes the injector 41 to perform fuel injection at the calculated exhaust valve closing timing and fuel injection amount (step S5). That is, with the closing timing of the exhaust valve 22 set to the middle of the intake stroke, fuel split injection is performed until the exhaust valve 22 is closed in the intake stroke, and in the first fuel injection, the required fuel injection amount is 100-X. (%) Of fuel is injected, and in the second fuel injection, X (%) of the required fuel injection amount is injected.

図7は、通常運転制御時とオイル希釈抑制制御時の排気弁開閉タイミングおよび燃料噴射時期のタイミングチャートの一例を示す図である。同図において、(A)は通常運転制御時、(B)はオイル希釈抑制制御時を示しており、燃料噴射を2回行う場合を示している。通常運転制御時には、(A)に示すように、排気弁22を閉じた後、吸気工程で2回燃料噴射する。例えば、通常運転制御における各回の燃料噴射量は要求燃料噴射量の50%とすることができる。他方、オイル希釈抑制制御の場合には、(B)に示すように、排気弁22の閉じタイミングを、通常運転制御時よりも遅角して、吸気行程中期とする。そして、吸気工程において、排気弁22が閉じる前に、要求燃料噴射量の100−X(%)の1回目の燃料噴射および要求燃料噴射量のX(%)の2回目の燃料噴射を行う。   FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a timing chart of the exhaust valve opening / closing timing and the fuel injection timing during normal operation control and oil dilution suppression control. In the figure, (A) shows normal operation control, and (B) shows oil dilution suppression control, and shows a case where fuel injection is performed twice. During normal operation control, as shown in (A), after the exhaust valve 22 is closed, fuel is injected twice in the intake process. For example, the fuel injection amount in each normal operation control can be 50% of the required fuel injection amount. On the other hand, in the case of oil dilution suppression control, as shown in (B), the closing timing of the exhaust valve 22 is retarded from that during normal operation control to the middle stage of the intake stroke. In the intake process, before the exhaust valve 22 is closed, the first fuel injection of 100-X (%) of the required fuel injection amount and the second fuel injection of X (%) of the required fuel injection amount are performed.

以上説明したように、本実施例によれば、筒内直噴内燃機関において、ECU51は、エンジン始動後暖機運転時に、検出または推定したオイル希釈率および油温センサ63で検出された油温に基づいて、オイル希釈抑制制御が必要か否かを判定し、オイル希釈抑制制御が必要と判断した場合には、オイル希釈抑制制御を実行し、排気可変動弁機構28による排気弁22の閉じタイミングを吸気行程中期とし、要求燃料噴射量の一部若しくは全部を吸気行程初期から排気弁22が閉じるまでの間にインジェクタ41に噴射させることとしたので、エンジン始動後暖機運転時のオイル希釈およびPM発生量を低減することが可能となる。   As described above, according to this embodiment, in the direct injection internal combustion engine, the ECU 51 detects the oil dilution rate detected by the oil temperature sensor 63 or the oil temperature detected during the warm-up operation after starting the engine and the oil temperature detected by the oil temperature sensor 63. Is determined whether or not oil dilution suppression control is necessary. If it is determined that oil dilution suppression control is necessary, oil dilution suppression control is executed and the exhaust variable valve mechanism 28 closes the exhaust valve 22. The timing is set to the middle of the intake stroke, and part or all of the required fuel injection amount is injected into the injector 41 from the beginning of the intake stroke until the exhaust valve 22 is closed. In addition, the amount of PM generated can be reduced.

また、本実施例によれば、オイル希釈抑制制御では、燃料の分割噴射を行い、吸気行程で排気弁22が閉じるまでの間に2回目の燃料噴射を行うこととしたので、エンジン始動後暖機運転時のオイル希釈とPM発生量のバランスを図ることが可能となる。   Further, according to the present embodiment, in the oil dilution suppression control, fuel split injection is performed, and the second fuel injection is performed until the exhaust valve 22 is closed in the intake stroke. It is possible to achieve a balance between oil dilution and PM generation during machine operation.

また、本実施例によれば、オイル希釈抑制制御の2回目の燃料噴射では、要求燃料噴射量のX(%)を噴射し、1回目の燃料噴射では、要求燃料噴射量の100−X(%)を噴射し、噴射量X(%)をオイル希釈率が高いほど増加させることとしたので、オイル希釈率に応じてオイル希釈抑制の度合いを調整することが可能となる。   Further, according to the present embodiment, X (%) of the required fuel injection amount is injected in the second fuel injection of the oil dilution suppression control, and 100-X (the required fuel injection amount in the first fuel injection). %) And the injection amount X (%) is increased as the oil dilution rate is higher. Therefore, the degree of oil dilution suppression can be adjusted according to the oil dilution rate.

また、本実施例によれば、オイル希釈抑制制御では、排気弁22の閉じタイミングをオイル希釈率が高いほど遅角させることとしたので、オイル希釈率に応じてオイル希釈抑制の度合いを調整することが可能となる。   Further, according to the present embodiment, in the oil dilution suppression control, the closing timing of the exhaust valve 22 is retarded as the oil dilution rate increases, so the degree of oil dilution suppression is adjusted according to the oil dilution rate. It becomes possible.

なお、上述した本発明の実施例に係る内燃機関は、上述した実施例に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。また、オイル希釈抑制制御では、吸気行程での燃料噴射時期に合わせて、電磁バルブ等を用いて排気弁22を再度開閉する構成としてもよい。   The internal combustion engine according to the above-described embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope described in the claims. In the oil dilution suppression control, the exhaust valve 22 may be opened and closed again using an electromagnetic valve or the like in accordance with the fuel injection timing in the intake stroke.

以上のように、本発明に係る内燃機関は、燃焼室に直接燃料を噴射する種々の筒内直接噴射式内燃機関に用いて好適である。   As described above, the internal combustion engine according to the present invention is suitable for use in various in-cylinder direct injection internal combustion engines that inject fuel directly into a combustion chamber.

本発明の実施例に係るエンジンを表す概略構成図である。It is a schematic block diagram showing the engine which concerns on the Example of this invention. 本実施例による冷間始動時のエンジン制御による効果を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the effect by the engine control at the time of the cold start by a present Example. ECUによるエンジンの冷間始動後暖機運転時の制御を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the control at the time of warming-up operation after the cold start of the engine by ECU. オイル希釈抑制制御判定マップの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of an oil dilution suppression control determination map. 油温・オイル希釈率/吸気工程噴射量マップの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of an oil temperature and an oil dilution rate / intake process injection amount map. 油温・オイル希釈率/排気弁閉じタイミングマップの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of an oil temperature and an oil dilution rate / exhaust valve closing timing map. 通常運転制御時とオイル希釈抑制制御時の排気弁開閉タイミングおよび燃料噴射時期のタイミングチャートの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the timing chart of the exhaust valve opening / closing timing at the time of normal driving | operation control, and oil dilution suppression control, and fuel injection timing.

符号の説明Explanation of symbols

10 エンジン(内燃機関)
13 シリンダボア
14 ピストン
18 燃焼室
19 吸気ポート
20 排気ポート
21 吸気弁
22 排気弁
27 吸気可変動弁機構
28 排気可変動弁機構
41 インジェクタ(燃料噴射装置)
45 点火プラグ
51 ECU(制御手段、判定手段、オイル希釈率算出手段)
58 水温センサ
63 油温センサ(油温算出手段)
10 Engine (Internal combustion engine)
13 Cylinder bore 14 Piston 18 Combustion chamber 19 Intake port 20 Exhaust port 21 Intake valve 22 Exhaust valve 27 Intake variable valve mechanism 28 Exhaust variable valve mechanism 41 Injector (fuel injection device)
45 Spark plug 51 ECU (control means, determination means, oil dilution rate calculation means)
58 Water temperature sensor
63 Oil temperature sensor (oil temperature calculation means)

Claims (4)

燃料噴射装置により直接筒内に燃料を噴射する内燃機関において、
少なくとも排気弁の開閉タイミングを変更可能な可変動弁機構と、
エンジンオイルのオイル希釈率を検出または推定するオイル希釈率算出手段と、
前記エンジンオイルの油温を検出または推定する油温算出手段と、
エンジン始動後暖機運転時に、前記オイル希釈率算出手段で検出または推定したオイル希釈率および前記油温算出手段で検出または推定した油温に基づいて、オイル希釈抑制制御が必要か否かを判定する判定手段と、
前記判定手段でオイル希釈抑制制御が必要と判断された場合に、前記オイル希釈抑制制御を実行する制御手段と、
を備え、
前記オイル希釈抑制制御では、前記可変動弁機構の前記排気弁の閉じタイミングを吸気行程中期とし、吸気行程初期から前記排気弁が閉じるまでの間に、要求燃料噴射量の一部若しくは全部を前記燃料噴射装置に噴射させること特徴とする内燃機関。
In an internal combustion engine in which fuel is directly injected into a cylinder by a fuel injection device,
A variable valve mechanism capable of changing at least the opening / closing timing of the exhaust valve;
Oil dilution rate calculating means for detecting or estimating the oil dilution rate of engine oil;
Oil temperature calculating means for detecting or estimating the oil temperature of the engine oil;
Determines whether or not oil dilution suppression control is necessary based on the oil dilution rate detected or estimated by the oil dilution rate calculation means and the oil temperature detected or estimated by the oil temperature calculation means during warm-up operation after engine startup Determination means to perform,
Control means for executing the oil dilution suppression control when the determination means determines that the oil dilution suppression control is necessary;
With
In the oil dilution suppression control, the closing timing of the exhaust valve of the variable valve mechanism is set to the middle of the intake stroke, and part or all of the required fuel injection amount is from the initial intake stroke to the closing of the exhaust valve. An internal combustion engine characterized by being injected by a fuel injection device.
前記オイル希釈抑制制御では、前記燃料の分割噴射を行い、吸気行程で前記排気弁が閉じるまでの間に2回の燃料噴射を行うことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関。   2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein in the oil dilution suppression control, the fuel is dividedly injected, and fuel is injected twice during the intake stroke until the exhaust valve is closed. 2回目の燃料噴射では、要求燃料噴射量のX(%)を噴射し、1回目の燃料噴射では、要求燃料噴射量の100−X(%)を噴射し、前記X(%)を前記オイル希釈率が高いほど増加させることを特徴とする請求項2に記載の内燃機関。   In the second fuel injection, X (%) of the required fuel injection amount is injected, and in the first fuel injection, 100-X (%) of the required fuel injection amount is injected, and the X (%) is used as the oil. 3. The internal combustion engine according to claim 2, wherein the internal combustion engine is increased as the dilution rate is higher. 前記オイル希釈抑制制御では、前記排気弁の閉じタイミングを前記オイル希釈率が高いほど遅角させることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1つに記載の内燃機関。   4. The internal combustion engine according to claim 1, wherein, in the oil dilution suppression control, the closing timing of the exhaust valve is retarded as the oil dilution rate increases. 5.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012012946A (en) * 2010-06-29 2012-01-19 Mazda Motor Corp Control device for direct injection gasoline engine
JP2014025351A (en) * 2012-07-24 2014-02-06 Daihatsu Motor Co Ltd Control unit of internal combustion engine
WO2014141598A1 (en) * 2013-03-12 2014-09-18 株式会社デンソー Cylinder injection type internal combustion engine and fuel injection controller

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